DE102015010287A1 - Indirekter Gaskühler - Google Patents

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Daniel Arndt
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Modine Manufacturing Co
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen indirekten Gaskühler, mit dem beispielsweise komprimierte Ladeluft für einen Verbrennungsmotor, mittels einer Flüssigkeit gekühlt wird, wobei der Gaskühler aus gestapelten Paaren (1a, 1b) von Platten (1) mit dazwischen angeordneten Rippen (2) aufgebaut und der Stapel in einem Gehäuse (3) angeordnet ist, in welches das Gas einströmt, die Rippen (2) durchströmt und das Gehäuse (3) wieder verlässt, wobei es mit der in den Plattenpaaren (1a, 1b) strömenden Flüssigkeit im Wärmeaustausch ist, die über wenigstens einen Einlass (5) und über in dem Stapel fluchtende einlassseitige Plattenöffnungen (1d) in die Plattenpaare einleitbar und mittels fluchtender auslassseitiger Plattenöffnungen (1e) über wenigstens einen Auslass (4) ableitbar ist und mit einem Entlüftungsorgan (6) zur Ableitung von Gaseinschlüssen aus der Flüssigkeit. Eine vorteilhafte Lösung wird gemäß der Erfindung dadurch geschaffen, dass das Entlüftungsorgan (6) aus weiteren fluchtenden Plattenöffnungen (1f) gebildet ist, die einen Entlüftungskanal (7) bereitstellen, der in hydraulischer Verbindung (11) mit einem im Stapel vorhandenen Flüssigkeitsraum (10) steht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen indirekten Gaskühler, bei dem das Gas, beispielsweise komprimierte Ladeluft für einen Verbrennungsmotor, mittels einer Flüssigkeit gekühlt wird, wobei der Luftkühler aus gestapelten Paaren von Platten mit dazwischen angeordneten Rippen aufgebaut und in einem Gehäuse angeordnet ist, in welches das Gas einströmt, die Rippen durchströmt und das Gehäuse wieder verlässt, wobei es mit der in den Plattenpaaren strömenden Flüssigkeit im Wärmeaustausch ist, die über wenigstens einen Einlass und über in dem Stapel fluchtende Plattenöffnungen in die Plattenpaare einleitbar und über wenigstens einen Auslass mittels anderer fluchtender Plattenöffnungen ableitbar ist und mit einem Entlüftungsorgan zur Ableitung von Lufteinschlüssen in der Flüssigkeit.
  • Der beschriebene indirekte Gaskühler wurde kürzlich beim DPMA angemeldet und hat das Aktenzeichen DE 10 2014 012 179.8 erhalten. Das Entlüftungsorgan der früheren Anmeldung besteht aus einem eingefügten Röhrchen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, alternative Ausbildungen zur früheren Anmeldung vorzuschlagen, die eine wirksame Entlüftung gestatten, ohne ein Röhrchen oder dergleichen zusätzliches Bauteil einsetzen zu müssen, wodurch ggf. Kosten verringert und andere Vorteile erreicht werden sollen.
  • Diese Aufgabe wird mit einem indirekten Gaskühler gelöst, der zusätzlich die erfindungsgemäßen Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 aufweist.
  • Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass das Entlüftungsorgan aus weiteren fluchtenden Plattenöffnungen gebildet ist, die einen Entlüftungskanal bereitstellen, der in Verbindung mit einem im Stapel vorhandenen Flüssigkeitsraum steht. Der Flüssigkeitsraum ist vorzugsweise ein im Stapel ausgebildeter Auslasssammelraum für die Flüssigkeit.
  • Bevorzugt weisen sämtliche Platten die erwähnten weiteren fluchtenden Plattenöffnungen auf, weshalb sich der Entlüftungskanal durch den gesamten Stapel erstreckt.
  • Es ist von gestalterischem und von fertigungstechnischem Vorteil, wenn die weiteren fluchtenden Plattenöffnungen hinsichtlich ihrer Randausbildung vorzugsweise identisch mit den fluchtenden einlassseitigen sowie mit den fluchtenden auslassseitigen Plattenöffnungen ausgeführt sind. Bevorzugt sind sie jedoch hinsichtlich ihrer Querschnittsgröße deutlich kleiner als die einlassseitigen und/oder die auslassseitigen Plattenöffnungen.
  • Sehr bevorzugt befinden sich die weiteren fluchtenden Plattenöffnungen auch in der Nähe der zuvor erwähnten Plattenöffnungen, um eine sehr kurze hydraulische Verbindung beispielsweise von einem Auslassraum für die Flüssigkeit hin zum aus den weiteren Plattenöffnungen gebildeten Entlüftungskanal darstellen zu können.
  • Das Entlüftungsorgan umfasst einen Verbindungskanal zum Flüssigkeitsraum, der bevorzugt der auslassseitige Sammelraum ist und einen Anschlussstutzen bzw. eine Leitung, der/die sich durch eine Öffnung nach außerhalb des Gehäuses erstreckt.
  • Von besonderem fertigungstechnischen Vorteil ist es, dass das gesamte Entlüftungsorgan ein Bestandteil des gelöteten Stapels ist, das heißt das Entlüftungsorgan wird in einem Zug mit dem Hartlöten des Stapels in einem Lötofen mitgelötet und muss demnach nicht nachträglich montiert werden. Dadurch wird die in der erwähnten älteren Anmeldung notwendige, jedoch oft unzuverlässige mechanische Abdichtung überflüssig.
  • Des Weiteren wird auf die abhängigen Patentansprüche hingewiesen, um Wiederholungen an dieser Stelle zu vermeiden.
  • Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen in zwei Ausführungsbeispielen beschrieben. Die Beschreibung kann weitere Merkmale enthalten, die sich als wesentliche Unterscheidungsmerkmale herausstellen können.
  • FIGURENKURZBESCHREIBUNG
  • Die 1 zeigt einen Stapel aus Platten 1 und Rippen 2 eines Gaskühlers in einem ersten Ausführungsbeispiel, teilweise in Explosionsdarstellung.
  • Die 2 zeigt den Stapel aus 1, angeordnet in einem Gehäuse.
  • Die 3 zeigt einen Schnitt A-A aus 2.
  • Die 4 ist eine Perspektivansicht des Gegenstands gemäß 2.
  • Die 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel in einer Ansicht, ähnlich 1.
  • Die 6 zeigt einen Schnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel, ähnlich 3.
  • Die 7–9 zeigen ein leicht abgewandeltes weiteres Ausführungsbeispiel.
  • Die 10 und 11 zeigen eine andere Abwandlung.
  • Mit dem in den Darstellungen abgebildeten indirekten Gaskühler wird komprimierte Ladeluft für einen Verbrennungsmotor mittels einer Flüssigkeit gekühlt. Es könnte sich auch um ein Abgas oder um eine andere Gasmischung handeln. Auch die Anwendung des Gaskühlers in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor ist fakultativ.
  • Der Gaskühler ist aus gestapelten Paaren 1a, 1b von Platten 1 mit dazwischen angeordneten Rippen 2 aufgebaut. Der Stapel ist in einem Gehäuse 3 angeordnet. In das Gehäuse 3 strömt die Ladeluft ein, durchströmt die Rippen 2 und verlässt danach im abgekühlten Zustand das Gehäuse 3 (2 und 4). In den Plattenpaaren 1a, 1b strömt die Flüssigkeit welche die erwähnte Kühlung herbeiführt. Die Flüssigkeit strömt über einen Einlass 5 und über in dem Stapel fluchtende einlassseitige Plattenöffnungen 1d in die Plattenpaare 1a, 1b ein. Mittels fluchtender auslassseitiger Plattenöffnungen 1e wird sie nach Durchströmung von in den Plattenpaaren 1a, 1b vorhandenen Kanälen über wenigstens einen Auslass 4 wieder abgeleitet (1 u. a.).
  • Mitunter sind Gaseinschlüsse in der Flüssigkeit vorhanden, die bekanntlich die Effizienz des Wärmetausches beeinträchtigen. Um die Gaseinschlüsse wenigstens weitgehend aus der Flüssigkeit zu entfernen ist ein Entlüftungsorgan 6, im Stapel vorgesehen.
  • Das Entlüftungsorgan 6 wird aus weiteren fluchtenden Plattenöffnungen 1f gebildet, die einen Entlüftungskanal 7 bereitstellen. Der Entlüftungskanal 7 befindet sich in einer hydraulischen Verbindung 11 mit einem im Stapel vorhandenen Flüssigkeitsraum 10. Der Flüssigkeitsraum 10 ist der Auslasssammelraum, der durch die im Stapel fluchtenden auslassseitigen Plattenöffnungen 1d bereitgestellt wird.
  • Die Wahl des Einlassraums als Flüssigkeitsraum 10 bewirkt, dass die Gaseinschlüsse entfernt werden bevor dieselben durch die Plattenpaare 1a, 1b strömen. Immerhin zirkuliert die Flüssigkeit in einem abgeschlossenen Kreislauf und es ist wichtig, die Gaseinschlüsse aus dem Kreislauf zu exportieren.
  • Wie man aus den meisten Figuren unmittelbar sehen kann befinden sich die den Entlüftungskanal 7 bildenden Plattenöffnungen 1f dicht neben den auslassseitigen Plattenöffnungen 1d. Das hat den Vorteil, dass die hydraulische Verbindung 11 sehr kurz sein kann.
  • In Bezug auf die in den Ausführungsbeispielen vorhandenen Positionen von Einlass 5 und Auslass 4 ist es relativ sinnvoll, dass die den Entlüftungskanal 7 bildenden Plattenöffnungen 1f zwischen den einlassseitigen und den auslassseitigen Plattenöffnungen 1d, 1e angeordnet sind.
  • In Verbindung mit dem Vorstehenden ist dann vorgesehen, dass die Platten 1a, 1b mit einem zwischen dem Einlass 5 und dem Auslass 4 liegenden Plattenausschnitt 8 ausgebildet sind, wobei die weiteren fluchtenden Plattenöffnungen 1f und die einlassseitigen Plattenöffnungen 1d auf einer Seite des Plattenausschnitts 8 angeordnet sind und die auslassseitigen Plattenöffnungen 1e auf der anderen Seite des Plattenausschnitts 8 (5 und 6).
  • Die 1, 9, 10 und 11 zeigen Ausführungen ohne Plattenausschnitte 8.
  • Die bereits angesprochene hydraulische Verbindung 11 wird realisiert mittels eines Verbindungskanals 11.1, der sich entlang einer oberen Platte erstreckt und ein auf der oberen Platte liegendes Abdeckteil 11.2 umfasst. Den Kanal 11.1 an der oberen Platte auszubilden ist bezüglich der Wirksamkeit günstig, und es scheint auch von der Umsetzung her vorteilhaft zu sein. Es gibt verschiedene Gestaltungen bezüglich des Abdeckblechs 11.2. In 11 wurde auf die obere Platte eine weitere Platte von derselben Größe gelegt, die das Abdeckblech 11.2 darstellt. Da die Plattendicken deutlich reduziert wurden, kann so etwas vorteilhaft sein. In den 1, 3, 5 und 6 hat man ein relativ kleines, ebenes Abdeckblech 11.2 eingesetzt, um den Verbindungskanal 11.1 auszubilden. In der Ausführung gemäß den 7 und 8 ist das Abdeckblech 11.2 noch etwas kleiner gestaltet und weist eine eingeformte Sicke auf. Den unterschiedlichen Gestaltungen können hinsichtlich des Verhaltens gegen Innendruck Vorteile zugeordnet werden.
  • Auf jeden Fall vorteilhaft ist es, dass der Stapel auf einer stabilen Grundplatte 30 liegt, wobei die Grundplatte 30 eine Einsetzöffnung des Gehäuses 3 verschließt. Beispielsweise die 3 und 4 zeigen eine randseitig in der Einsetzöffnung eingeschweißte Grundplatte 30. Das Gehäuse 3 ist beispielsweise aus Aluminiumguss hergestellt worden.
  • Das Gehäuse 3 kann aber auch ein Kunststoffgehäuse sein. Es kann aus einer oberen und einer unteren trogartigen Gehäusehälfte bestehen. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Gehäuse 3 aus einem trogartigen Teil und einem ebenen Deckelteil besteht, dargestellt mittels der erwähnten Grundplatte 30 (2–4 und 6).
  • Der Einlass 5, der Auslass 4 und ein Stutzen 60 des Entlüftungsorgans 6 sind in einer Einbaulage des Gaskühlers an einer Unterseite des Gaskühlers angeordnet.
  • Auch der Einlass 5 und der Auslass 4 sind mit entsprechenden Anschlussstutzen 40, 50 ausgerüstet. Sämtliche Stutzen 40, 50, 60 sind in entsprechende Öffnungen der Grundplatte 30 eingelötet worden. Demzufolge wird keine weitere mechanische Abdichtung benötigt, die nach gewissen Betriebszeiten und unter Vibrationswirkung zu Undichtigkeiten neigt.
  • Ein weiteres erwähnenswertes Merkmal der Ausführung gemäß den 7–9 besteht darin, dass die obere Platte in zwei ihrer Eckbereiche Ausformungen enthält, die das Bezugszeichen 9 besitzen. Diese Ausformungen 9 – im Ausführungsbeispiel von kreisrunder Gestalt – bewirken eine einfachere Vormontage des Plattenstapels, da sie eine Positionierungshilfe darstellen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014012179 [0002]

Claims (14)

  1. Indirekter Gaskühler, mit dem beispielsweise komprimierte Ladeluft für einen Verbrennungsmotor, mittels einer Flüssigkeit gekühlt wird, wobei der Gaskühler aus gestapelten Paaren (1a, 1b) von Platten (1) mit dazwischen angeordneten Rippen (2) aufgebaut und in einem Gehäuse (3) angeordnet ist, in welches das Gas einströmt, die Rippen (2) durchströmt und das Gehäuse (3) wieder verlässt, wobei es mit der in den Plattenpaaren (1a, 1b) strömenden Flüssigkeit im Wärmeaustausch ist, die über wenigstens einen Einlass (5) und über in dem Stapel fluchtende einlassseitige Plattenöffnungen (1d) in die Plattenpaare einleitbar und mittels fluchtender auslassseitiger Plattenöffnungen (1e) über wenigstens einen Auslass (4) ableitbar ist und mit einem Entlüftungsorgan (6) zur Ableitung von Gaseinschlüssen aus der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsorgan (6) aus weiteren fluchtenden Plattenöffnungen (1f) gebildet ist, die einen Entlüftungskanal (7) bereitstellen, der in hydraulischer Verbindung (11) mit einem im Stapel vorhandenen Flüssigkeitsraum (10) steht.
  2. Gaskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Entlüftungskanal (7) bildenden Plattenöffnungen (1f) dicht neben den auslassseitigen Plattenöffnungen (1d) angeordnet sind.
  3. Gaskühler nach den Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Entlüftungskanal (7) bildenden Plattenöffnungen (1f) zwischen den einlassseitigen und den auslassseitigen Plattenöffnungen (1d, 1e) angeordnet sind.
  4. Gaskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (1a, 1b) mit einem zwischen dem Einlass (5) und dem Auslass (4) liegenden Plattenausschnitt (8) ausgebildet sind, wobei die weiteren fluchtenden Plattenöffnungen (1f) und die auslassseitigen Plattenöffnungen (1e) auf einer Seite des Plattenausschnitts (8) angeordnet sind und die einlassseitigen Plattenöffnungen (1d) auf der anderen Seite des Plattenausschnitts (8).
  5. Gaskühler nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (1a, 1b) ohne Plattenausschnitt (8), das heißt im Wesentlichen rechteckig oder quadratisch ausgebildet sind.
  6. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsraum (10) vorzugsweise der von den auslassseitigen Plattenöffnungen (1e) gebildete Auslassraum ist, an den der Auslass (4) angeschlossen ist.
  7. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsorgan (6) einen Verbindungskanal 11.1 besitzt, der sich vorzugsweise entlang einer oberen Platte erstreckt und ein auf der oberen Platte liegendes Abdeckteil 11.2 umfasst.
  8. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel auf einer stabilen Grundplatte (30) liegt, wobei ein überstehender Rand der Grundplatte (30) eine Einsetzöffnung des Gehäuses (3) verschließt, beispielsweise mit dem Gehäuse (3) verschweißt ist.
  9. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsorgan (6) einen Stutzen (60) umfasst.
  10. Gaskühler nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Entlüftungsorgan (6) ein Bestandteil eines gelöteten Stapels ist.
  11. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) ein Kunststoffgehäuse ist, bestehend aus einer oberen und einer unteren trogartigen Gehäusehälfte oder aus einem trogartigen Teil und einem ebenen Deckelteil, ähnlich der Grundplatte (30).
  12. Gaskühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (5), der Auslass (4) und der Stutzen (60) in einer Einbaulage des Gaskühlers, beispielsweise in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs, besonders bevorzugt an einer Unterseite des Gaskühlers angeordnet sind.
  13. Gaskühler nach den Ansprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzöffnung im Gehäuse (3) und weitere Öffnungen für den Einlass (5), den Auslass (4) und den Stutzen (60) in der Unterseite des Gehäuses (3) bzw. in der unteren Gehäusehälfte angeordnet sind.
  14. Gaskühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der Öffnungen ein Anschlussstutzen (40, 50, 60) angeordnet ist.
DE102015010287.7A 2015-08-08 2015-08-08 Indirekter Gaskühler Pending DE102015010287A1 (de)

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